基于符号化构成可拓建模的产品形态创新设计方法研究

产品形态设计通过各种方法和手段使产品形态呈现不同的感觉，以表达产品的实际功能和主要特征，是工业设计的核心技术之一。本项目以可拓学理论、感性工学理论和形态建模技术为基础探讨产品形态创新设计功能形式化问题。主要内容包括：研究感性需求与形态要素之间的关联规律，建立形态要素、感性术语基元的定性（基元可拓性）与定量（关联函数）相结合的可拓知识模型，提出用层次化的"符号化构成"抽象产品形态要素，与感性需求语义形成关联映射，同时表达产品的设计意图；研究对基元进行可拓聚类、拓展分析、共轭分析与可拓变换，实现"感性需求-符号化构成-形态要素"的可拓创新求解；研究产品形态创新设计的支撑技术以支持设计创意快速表达；研究产品形态设计方案可拓优度评价方法实现设计方案的快速评价和决策。本项目将建立支持设计意图重用的产品形态创新设计平台原型，通过该平台对家电企业典型产品的开发验证理论方法的正确性和软件工具的实用性。

当前消费者个性化、情感化的购物趋势促使设计师需要更多地从情感角度来设计产品。然而传统的创新设计理论和方法主要从产品实用功能的角度展开讨论,很少有涉及消费者情感的系统研究方法。本项目重点探索面向消费者模糊情感需求的结构化产品形态创新设计理论方法问题。 主要研究成果如下：. （1）产品形态设计创新理论与方法研究 . 本项目组提出了基于产品基本形态的改良设计方法，该方法运用系统分析法将原产品分解成各个子系统，以便通过用户研究进行产品的改良点定位，在此基础上提出多样的改良设计备选方案，并使用多层次分析法进行备选方案的权重比较，从而找到最优的改良设计方案。. 基于产品基本形态的改良设计方法符合一种分离创新原理。它把某个对象进行分解或离散，使主要问题从复杂现象中暴露出来，从而理清创造者的思路，便于人们抓住主要矛盾寻求解决办法。这种设计方法能让研究人员抓住重点进行改良，提高工作效率，同时也能为企业减少投入增大利润。. （2）面向消费者情感需求的产品形态设计研究. 在设计中考虑更多地消费者情感诉求是产品设计的重要发展趋势和产品设计领域的研究热点。为了更好的捕获客户对产品形态的偏好和意图，本项目构建了感性品质评价的产品形态标准，提出了基于客户意图捕获的产品形态设计感性质量预测方法，首次引入数量化理论Ⅱ型，建模“产品形态—感性品质”映射关系模型，并给出了详细的感性质量预测模型的实现过程，该方法适用于大多数消费产品外观设计的感性质量预测。.（3）产品形态设计创新知识库构建与可拓求解.本项目提出用层次化的“符号化构成”抽象产品形态要素，表达产品设计意图，并运用可拓学理论对形态设计中层次化的情感需求功能、符号化构成、结构实例知识进行形式化描述，建立定性(基元可拓性等)与定量(关联函数等)相结合的可拓知识表达模型。结合典型家电产品(电饭盒)，运用形态设计知识库建库策略构建感性需求语义库、符号化构成库和形态库，并结合辅助创新设计方法对基元进行可拓聚类、拓展分析、共轭分析与可拓变换，实现“感性需求—符号化构成—形态要素” 可拓创新求解。